一、年度工作进展

1、项目实施方案执行情况

本项目按照计划综合运用地球化学、地球物理学和岩石学，结合动力学模拟，研究了西太平洋俯冲起始的触发机制、俯冲洋壳脱水脱碳、碳循环等过程。

2、与西太计划其他项目的交流合作情况

本项目联合西太重大研究计划多个项目组，执行了基金委共享航次计划—NORC2023-583，赴西太平洋穆绍海沟区域开展大洋深潜及综合考察。目前航次科考团队通过第一手资料的获取和分析，已经对俯冲起始的破裂过程有了初步认识。

3、获得数据及其在项目研究中的意义

本年度，研究团队获得雅浦俯冲带的高精度地震分布信息，通过刻画雅浦俯冲板片的几何结构和板内地震深度，揭示了洋底高原与海沟的互相作用下的超慢速俯冲过程，对本项目研究西太平洋板块俯冲起始机制和俯冲板块的命运具有重要意义。

二、年度研究成果

1、取得科学认识及其意义

（1）深部碳循环：提出了一个全新的参数，“潜能氧逸度”：地幔在成分保持不变的情况下，将其标准化为对应地幔压力为1GPa时的氧逸度。从而排除融熔深度的影响，直接对比不同深度地幔源区的氧化还原状态。利用“潜能氧逸度”发现，地幔氧化还原状态在过去38亿年没有发生明显的变化（相关研究发表在Nature Communications）。

我们将间冰期温度最高值期间的永久冻土线定义为PLIM。过去有一百万年来，PLIM以内的永久冻土未受扰动，其甲烷浓度可能超过永久冻土区边缘的十倍。结合全球大气成分观测，发现永久冻土持续释放甲烷。甲烷释放到大气中会进一步加速冻土的升温和融化，进而释放更多的温室气体。提出这种正反馈会促进全球升温，打破万年尺度的冰期-间冰期循环（相关研究发表在Science Bulletin）。

在《中国科学-地球科学》发表综述文章，总结了深部碳循环方面的一些最新认识：被动陆缘俯冲导致大气二氧化碳升高；过去1万年，俯冲带火山喷发速率为3 km³/年等。

（2）熔体-岩石圈地幔高温反应实验约束夏威夷造盾期岩浆成因：开展了一系列高温高压实验，模拟地幔柱环境下熔体与贫瘠方辉橄榄岩地幔的反应，旨在揭示反应温度、反应时间和熔岩比例等实验条件对熔岩成分的影响，探明经过熔体-岩石圈地幔反应后，熔体成分的演化趋势，提出了新的两阶段模型来解释夏威夷造盾期玄武岩成因（成果发表在JGR-SE）。

2、对解决西太计划关键科学问题的贡献

通过583航次和地球物理数值模拟工作，对板块俯冲起始机制有贡献。研究碳的地球化学行为，对整个俯冲带的水-碳循环机理具有重要意义。

3、成果列表（第一标注）

[1]     Ding, W.W., 2024. Deep structure of the Southeast Asian curved subduction system and its dynaic process. Journal of Oceanology and Limnology 42: 701-704.

[2]     Hou, Y.S., Li, H.Y., Wang, Y., Zhang, Y.F., Li, Y., Xu, Y.G., 2024. Experimental insights into the petrogenesis of plume-related magmas: Tholeiite-harzburgite interaction at 2–3 GPa and 1400–1500℃. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 129: e2023JB028467.

[3]     Lin, Z., Zhou, Z., Jin, X., Long, Z., Chen, L., Norbu, G., Wang, Y., 2024. Characteristics of crustal structure of the East China Sea: New insights from improved gravity inversion, in: 李家彪, 方银霞, 丁巍伟 (Eds.), 中国海底科学研究进展：庆贺金翔龙院士九十华诞. 科学出版社, 北京, pp. 142-156.

[4]     Xie, G. Z., Sun, W. D., 2023. The retreat of the permafrost line during the interglacial maximum. Science Bulletin 68 (21): 2544-2547.

[5]     Sun, W. D., 2024. New perspectives on deep carbon cycling. Science China Earth Sciences 67: 2411–2422.

三、存在问题及建议

583航次因外交申报等因素未能按照原定计划执行，导致相关研究工作都进行了调整，后续将提高工作效率，加快对583航次的成果梳理，积极推进相关工作发表。此外，建议以网络会议的形式多举行几次西太计划项目直接的交流讨论，增强项目成果的集成性。

四、下一年度简要计划

下年度，将重点整理583航次的成果，在以西太平洋板块运动为边界条件的模型里，研究地幔柱对俯冲起始和板块运动的影响；将重点开展马里亚纳俯冲带板块内部流体活动机制研究，为解决西太计划中的流体循环及水岩相互作用等关键问题提供支撑；深化现有的动力学模型，通过调整地幔粘度参数、板块重构模型等，建立适合全球地幔柱演化的统一动力学模型，定量揭示俯冲对地幔热点演化的控制机理，助力解决西太计划“西太平洋板块俯冲与地球深部流固相互作用”核心科学问题；基于已有的410 Ma以来全球地幔演化模型，找出历史俯冲带位置，计算不同时刻俯冲带位置、长度、体积等，分析其与地球历史气候要素的关系（如CO₂、O₂、水、生物量等），探讨地球宜居性要素演化规律及其与板块构造的关系。